量熱儀氧彈安全性能檢驗(yàn)規(guī)范
氧彈是量熱儀中點(diǎn)燃樣品的燃燒室,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 213《煤的發(fā)熱量測(cè)定方法》規(guī)定,在測(cè)定煤炭發(fā)熱量時(shí),氧彈內(nèi)須充入氧氣至壓力約3.0MPa(30atm)。在煤樣品燃燒時(shí)氧彈內(nèi)有氣體急劇膨脹使氧彈內(nèi)壓力顯著增高,故氧彈安全性能關(guān)系著量熱儀是否能安全使用,因而有必要制定一種氧彈安全性能的檢驗(yàn)方法以衡量氧彈的安全性能。
1.范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氧彈安全檢驗(yàn)的技術(shù)要求、檢驗(yàn)條件、檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)結(jié)果的處理。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于新制造和使用中的量熱儀氧彈(以下簡(jiǎn)稱氧彈)。
2.技術(shù)要求
氧彈結(jié)構(gòu)中(以單頭氧彈為例)與安全檢驗(yàn)有關(guān)的部分如圖1所示,其中氣嘴、閥門和壓蓋等由連接環(huán)固定到氧彈上,連接環(huán)與彈筒為螺紋配合。
圖1 氧彈結(jié)構(gòu)示意圖
1——?dú)庾欤?——閥門；3——壓蓋；4——連接環(huán)；5——彈筒
2.1彈體與連接環(huán)螺紋松動(dòng)度應(yīng)滿足以下要求:
經(jīng)向松動(dòng)度不大于0.45 mm;
軸向松動(dòng)度不大于0.27mm。
2.2耐壓強(qiáng)度和密封性應(yīng)滿足以下要求:
2.2.1水壓試驗(yàn)
氧彈在施加20MPa水壓下無泄漏(10min內(nèi)壓力降不大于0.1MPa),泄壓后彈體1/2高度處的直徑變化和底部中心至彈體上口的高度變化均小于0.13mm,氣嘴無反向泄漏,其他零件無永久性形變。
2.2.2點(diǎn)火試驗(yàn)
(2.0±0.2)g苯甲酸,在充氧3.0MPa的氧彈內(nèi)燃燒后,氣嘴無反向泄漏,其他零件無永久性形變。
3.檢驗(yàn)條件
3.1設(shè)備和材料
3.1.1壓力試驗(yàn)機(jī):介質(zhì)為水,配有量程為0MPa~40 MPa,1.5級(jí)的壓力表。
3.1.2測(cè)量平臺(tái):結(jié)構(gòu)見圖2。
3.1.3試驗(yàn)環(huán):作螺紋松動(dòng)度檢驗(yàn)時(shí)用于移動(dòng)連接環(huán)的工具,塑料制,依據(jù)氧彈型號(hào)不同應(yīng)備有不同尺寸的塑料試驗(yàn)環(huán)。
3.1.4防護(hù)柜:長(zhǎng)×寬×高約為400mm×400mm×900mm,頂部厚5mm,四壁厚4mm,鋼板焊接，柜門應(yīng)能牢固閉鎖。
3.1.5充氧裝置。
3.1.6點(diǎn)火裝置:交(或直)流12V~24V,3A~5A可調(diào)。
3.1.7氧彈固定架(圖3)。
3.1.8千分表:量程為0mm~1mm,分度值0.001mm。
3.1.9游標(biāo)卡尺:量程為0mm~200mm,分度值0.02mm。
3.1.10毛刷。
3.1.11三角板。
3.1.12氧氣:99.5%純度,不含可燃成分。
3.1.13苯甲酸。
圖2 測(cè)量平臺(tái)
1——卡盤；2——彈體；3——試驗(yàn)環(huán)；4——連接環(huán)；5——千分表；6——橫桿；7——立桿；8——千分表；9——磁性表座；10——平臺(tái)
3.2環(huán)境條件
3.2.1水壓試驗(yàn)在室溫下進(jìn)行。
3.2.2點(diǎn)火試驗(yàn)在防護(hù)柜內(nèi)進(jìn)行。
3.2.3點(diǎn)火裝置放置在防護(hù)柜外2m遠(yuǎn)處。
4.檢驗(yàn)方法
4.1彈體與連接環(huán)松動(dòng)度檢驗(yàn)
4.1.1用毛刷將彈體上螺紋與連接環(huán)螺紋清劇干凈,仔細(xì)檢查有無裂紋,無裂紋方可進(jìn)行試驗(yàn)。
4.1.2如圖2所示,在測(cè)量平臺(tái)上安放好測(cè)景架(圖2的5-9),調(diào)節(jié)磁性表座(9),使橫桿(6)水平。
4.1.3將彈體安裝到平臺(tái)的卡盤上,卡緊。套上試驗(yàn)環(huán),再將連接環(huán)裝到彈體上,擰4~5。調(diào)整磁性表摩和橫桿的位置,使兩個(gè)千分表(5)和(8)分別與連接環(huán)頂部和側(cè)面平滑部分剛好4.1.4接觸。
4.1.5手圓試驗(yàn)環(huán)(3),使其緩慢上下移動(dòng)并帶動(dòng)連接環(huán)也上下移動(dòng)。讀取并記錄連接環(huán)沿彈體向移動(dòng)的上下極限位置的千分表(5)讀數(shù),其上、下讀數(shù)之差即為軸向松動(dòng)度。重復(fù)測(cè)定10次,取平均值。
4.1.6緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤(1),使彈體帶動(dòng)連接環(huán)旋轉(zhuǎn)一周,讀取并記錄連接環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)千分表(8)的讀數(shù),其讀數(shù)之極差即為徑向松動(dòng)度。重復(fù)測(cè)定10次,取平均值。
4.2耐壓強(qiáng)度和密封性檢驗(yàn)
4.2.1水壓試驗(yàn)
4.2.1.1用游標(biāo)卡尺測(cè)進(jìn)并記錄彈體1/2高度處直徑和底部中心處至彈體上口的高度。
4.2.1.2下氧彈氣嘴,將氧彈與壓力試驗(yàn)機(jī)連接，用壓力試驗(yàn)機(jī)將水打入氧彈至壓力為20MPa,維持10min,檢査有無泄。如無泄則泄除水壓,從壓力試驗(yàn)機(jī)上卸下氧彈,重新安好氣嘴。
4.2.1.3將氧彈充滿水,擰緊彈,裝到固定架(圖3)上。用壓力試驗(yàn)機(jī)將水打入氧彈,同時(shí)旋動(dòng)固定架上的絲杠(2)使之下移,使進(jìn)水閥與氧彈上的氣嘴逐漸壓緊,以驅(qū)除壓力試驗(yàn)機(jī)至氧彈通路中的空氣。
圖3 氧彈固定架示意圖
1——接壓力試驗(yàn)機(jī)；2——絲杠；3——兩通；4——進(jìn)水閥；5——氧彈固定架；6——氧彈4.2.1.4維續(xù)向氧彈打水至壓力為20 MPa,維持10 min,觀察是否泄。
4.2.1.5港壓后,卸下氧彈,按4.2.1.1條進(jìn)行測(cè)最和記錄。
4.2.1.6檢查各零件有無永久性形變，
4.2.2點(diǎn)火試驗(yàn)
4.2.2.1在坩堝內(nèi)稱取(2.0±0.1)g苯甲酸,放入氧彈,擰緊彈蓋,充入3.0MPa氧氣。將氧彈放入防護(hù)拒里的冷卻水槽內(nèi),并使氧彈全都浸沒在水中,僅電極引出端露出水面。
4.2.2.2檢査確認(rèn)不氣后方可點(diǎn)火:否則應(yīng)重新安裝氧彈或更換損壞零件再行試驗(yàn)。
4.2.2.3點(diǎn)火10min后,觀察是否泄。
4.2.2.4取出氧彈,泄壓,按4.2.1.6進(jìn)行檢査。
5.檢驗(yàn)結(jié)果的處理
5.1彈體與連接環(huán)螺紋松動(dòng)度不合格的氧彈為不合格。
5.2耐壓強(qiáng)度和密封性檢驗(yàn)兩項(xiàng)試驗(yàn)中有一項(xiàng)不合格的氧彈為不合格。
5.3發(fā)生永久性形變的零件應(yīng)更換或修理，并重作有關(guān)檢驗(yàn)。
5.4經(jīng)檢驗(yàn)合格的氧彈,應(yīng)在壓蓋、連接環(huán)和彈體上用鋼字碼打上印記,并發(fā)給檢驗(yàn)合格證。
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2025-06-03
